水熱反応を利用した二酸化炭素の有機物への還元固定化

2002 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 14655375
• Research Institution: Tohoku University
• Principal Investigator: 金 放鳴 東北大学, 大学院・工学研究科, 講師 (90323039)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 菅井 裕一 東北大学, 大学院・工学研究科, 助手 (70333862) ; 木下 睦 東北大学, 大学院・工学研究科, 助手 (70261592)
• Keywords: 二酸化炭素 / 水熱反応 / ポリエチレン / 水素 / 廃棄物 / 二酸化炭素の固定 / 還元反応 / 超臨海水

Research Abstract

本年度の各研究実施項目ごとに得られた結果の概要は以下のようである。
1 水熱反応条件の影響に関する研究
◎ポリエチレン、並びに、合成ポリマーの水熱処理において水から水素を供給するメカニズムで重要な役割を果たす中間生成物である2-プロパノールを取り上げ、反応温度400℃で、二酸化炭素を充填した場合と充填しない場合について、反応時間、水充填率および試料と水の比などの反応条件を変化させて実験を行った。その結果では、これらの反応条件の変化により、二酸化炭素の充填の有無による有意な差はみられなかった。
◎2-プロパノールを取り上げ、反応温度を450℃に上げ、二酸化炭素を充填しない場合と充填した場合について、反応時間、水充填率および試料と水の比などの反応条件の変化による水素ガスの収率、油化率および生成油の成分への影響について検討した。その結果、水素ガスの収率については、二酸化炭素を充填しない場合と充填した場合について相違はみられなかったが、生成油ついては、二酸化炭素を充填した場合において、多量の油が生成し、充填した二酸化炭素も反応後の残存量で約10%減少した。これらの結果から、反応温度400℃においては,二酸化炭素固定効果がほとんどみられないが、反応温度450℃では、プラスチックを還元剤として二酸化炭素とともに処理することで、二酸化炭素の固定が可能であることが分かった。
2 水素ガスの生成機構と生成水素ガスの反応性に関する研究
2-プロパノールを用いた場合の二酸化炭素固定化反応機構を検討するため、2-プロパノールが共存する場合としない場合について実験を行った。その結果、2-プロパノールが共存しない場合には生成油が得られず、二酸化炭素の固定ができなかった。このことは、2-プロパノールがケトンに転換する際に放出する水素が二酸化炭素の固定化に関与していることを示唆していると考えられるが、水素の生成と二酸化炭素の固定化機構をさらに解明するためには、同位体をトレーサーとした実験が必要と考えている。